جهش بزرگ در ارتباطات کوانتومی؛ ارتباط میان کامپیوترهای کوانتومی تا ۲۰۰۰ کیلومتر

دانشمندان دانشگاه شیکاگو با افزایش پایداری کوانتومی اتم‌ها، امکان ارتباط میان کامپیوترهای کوانتومی را تا فاصله‌ای بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر فراهم کردند.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، تا پیش از این، حداکثر فاصله قابل‌ اتصال میان دو کامپیوتر کوانتومی از طریق کابل فیبر نوری تنها چند کیلومتر بود، اما در این پژوهش جدید، تیمی به رهبری دکتر «تیان ژانگ» از دانشکده مهندسی مولکولی دانشگاه شیکاگو توانسته است این محدودیت را ۲۰۰ برابر افزایش دهد. این دستاورد راه را برای ایجاد اینترنت جهانی کوانتومی هموار می‌سازد.

ژانگ در این باره گفت: «برای نخستین بار، فناوری لازم برای ساخت اینترنت کوانتومی در مقیاس جهانی در دسترس قرار گرفته است.» وی تصریح کرد که این پیشرفت، انقلابی در ارتباطات کوانتومی ایجاد خواهد کرد و می‌تواند زیرساخت اصلی تبادل داده در آینده را شکل دهد.

در ارتباطات کوانتومی، دو کامپیوتر از طریق درهم‌تنیدگی اتم‌ها در طول کابل فیبر نوری با یکدیگر متصل می‌شوند. این اتصال تنها زمانی پایدار است که حالت کوانتومی اتم‌ها یا همان «هم‌دوسی کوانتومی» برای مدت طولانی حفظ شود. هرچه این زمان بیشتر باشد، فاصله‌ ارتباطی میان کامپیوترهای کوانتومی نیز افزایش می‌یابد.

بیشتر بخوانید: شبکه کوانتومی می‌ تواند راز ماده تاریک را فاش کند

پژوهشگران در این مطالعه توانستند زمان هم‌دوسی کوانتومی اتم‌های اربیوم را از ۰.۱ میلی‌ثانیه به بیش از ۱۰ میلی‌ثانیه افزایش دهند. در برخی آزمایش‌ها، پایداری تا ۲۴ میلی‌ثانیه نیز به ثبت رسید، که به‌صورت نظری می‌تواند امکان ارتباط میان دو کامپیوتر کوانتومی در فاصله‌ای حدود ۴۰۰۰ کیلومتر را فراهم کند؛ فاصله‌ای که از شیکاگو تا شهر اوکانا در کشور کلمبیا امتداد دارد.

دلیل اصلی این جهش عملکرد در ارتباط میان کامپیوترهای کوانتومی، تغییر روش تولید کریستال‌های مورد استفاده در پردازش کوانتومی بود. تیم ژانگ به جای استفاده از روش سنتی “Czochralski”، از فناوری «رشد با پرتو مولکولی» یا MBE بهره گرفت. در روش MBE، مواد به‌ صورت لایه‌به‌لایه و با دقت اتمی ساخته می‌شوند، که باعث ایجاد کریستال‌هایی با نظم شبکه‌ای بالا و پایداری بیشتر می‌شود.

بیشتر بخوانید: این گیرنده رادیویی کوانتومی جدید نیازی به برق و آنتن ندارد!ً

ژانگ در توضیح تفاوت این دو روش گفت: «در روش سنتی، مواد در دمایی بیش از دو هزار درجه سانتی‌گراد ذوب و سپس به‌آرامی سرد می‌شوند تا کریستال شکل گیرد، اما در روش MBE ما مواد را از پایه و با کنترل دقیق رشد می‌دهیم.»

همچنین پژوهشگران موفق شدند خوانش تک‌باره و کنترل دقیق کیوبیت‌های اربیوم را در یک بسته‌ فیبر نوری انجام دهند. این قابلیت، امکان ساخت شبکه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر و سریع را فراهم می‌کند و گامی مهم به‌سوی اینترنت کوانتومی جهانی به‌ حساب می‌آید.

نوشته جهش بزرگ در ارتباطات کوانتومی؛ ارتباط میان کامپیوترهای کوانتومی تا ۲۰۰۰ کیلومتر اولین بار در Technoc. پدیدار شد.